挤压态ZK60和Mg-Gd-Y镁合金热成形性能研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li359990774
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随着世界经济的飞速发展以及生活水平的提高,环境和能源紧缺问题亟待解决。镁合金密度小、比强度高且具有较好的切削加工性能,在轻量化概念的提出以及提倡低碳出行的大环境下,使镁合金在军工、交通工具和电子产品等先进技术领域得到了广泛的应用。但镁合金受制于自身的密排六方(HCP)晶体结构,在室温下的塑性成形性能极差,以及对变形镁合金塑性成形技术的研究相对较晚,一定程度上制约了其广泛的应用。因此,对镁合金塑性成形技术的研究以及突破是使其应用在更多领域的科学理论依据。基于此,本课题以前人的研究为理论依据,选取挤压态ZK60和挤压态Mg-Gd-Y两种典型变形镁合金棒材为研究对象,首先,利用MMS-100热压缩模拟试验机在变形温度为523K、573K、623K、673K,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1的变形参数下进行ZK60镁合金的热压缩试验,随后进行Mg-Gd-Y镁合金在变形温度为623K、673K、723K、773K,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1时的热压缩试验;其次,分析两种材料的流变行为及变形参数对组织晶粒的影响;同时,分别建立ZK60和Mg-Gd-Y镁合金的本构模型以及热加工图,为预测流变应力和显微组织提供了科学有效的计算方法以及加工参数的合理选取范围,为后续的镁合金成形实验奠定理论基础;最后,通过EBSD技术分析了热变形参数对镁合金再结晶和织构的影响及其变化规律。研究结果如下:(1)两种镁合金在单道次等温热压缩试验中均表现出了连续的动态再结晶特征,且都具有正的变形温度敏感性和负的应变速率敏感性。热变形后的镁合金晶粒尺寸均得到了细化,相同变形温度下,应变速率越小,生成的再结晶小晶粒越多,相同应变速率下,ZK60和Mg-Gd-Y镁合金分别在623K和723K时组织晶粒最细化。(2)利用双曲正弦函数修正的Arrhenius关系和参数Z表达了两种镁合金的热激活稳态的变形行为,得出了ZK60镁合金的变形激活能Q=128.91KJ/mol,应力指数n=4.8519,Mg-Gd-Y镁合金的变形激活能Q=181.08KJ/mol,应力指数n=4.3313。(3)分别选取应变值为0.1、0.4、0.7和峰值应力绘制了两种镁合金的热加工图,得出ZK60镁合金最适合进行热加工的区间为:应变速率为0.004s-1-0.082s-1,变形温度为593K-673K。Mg-Gd-Y镁合金最适合进行热加工的区间为:应变速率为0.007s-1-0.082s-1,变形温度为703-753K。(4)对两种镁合金分别选取了相同变形温度时和相同应变速率时的试样进行了EBSD检测,发现在本次试验参数下ZK60和Mg-Gd-Y镁合金{0001}基面织构强度最弱分别为4.61和4.68。
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